富水泥岩大断面隧道开挖面稳定性及加固方式

作者：刘德安; 梁雄; 汤宇; 林三国; 彭雨杨

来源：科学技术与工程, 2021, 21(18): 7777-7783.

• 大断面隧道
• 富水泥岩
• 开挖面失稳
• 超前加固措施
• 岩土控制变形分析
• 离散元

富水泥岩隧道开挖过程中开挖面易失稳。以巴东隧道穿越富水紫红泥岩段为工程背景,基于岩土控制变形分析(ADECO-RS)及现场调查将开挖面稳定性评价为"C类稳定形态",提出超前帷幕注浆结合超前管棚的预加固措施。基于离散元方法构建泥岩隧道开挖模型,分析开挖面失稳过程及前方围岩变形破坏特征。结果表明:开挖面失稳过程呈现"挤出变形-局部塌落-明显溜塌"的渐进破坏特性。发生溜塌后,开挖面前方拱部径向4.5 m,纵向15 m范围松动区发育,孔(裂)隙率由0.1增至0.186;隧底出现相应范围的隆起区,颗粒接触力链分布稀疏,从宏细观层面进一步说明富水泥岩段开挖面前方失稳性强。考虑以上围岩扰动范围,提出了超前帷幕注浆参数,经现场应用,开挖面前方围岩加固效果良好,有效保证了大断面隧道施工安全,可为类似富水泥岩隧道设计、施工参考。

• 单位
  土木工程学院; 中南大学; 中铁五局集团第一工程有限责任公司